Сварка средне- и высоколегированных сталей

В машиностроении используются в основном средне- и высоколегированные стали. Они характеризуются особыми теплофизическими свойствами, которые существенно влияют на процесс сварки. Для получения сварного соединения хорошего качества разрабатывают специальные технологические меры, направленные на устранение причин, снижающих качество сварного шва.

Сварка этих сталей затруднена по ряду причин:

- выгорание легирующих примесей и углерода;

- перегрев металла из-за малой теплопроводности;

- повышенная склонность к образованию закалочных структур;

- значительные деформации и напряжения из-за большего, чем у низкоуглеродистых сталей, коэффициента линейного расширения.

Для устранения влияния этих причин рекомендуется:

- тщательно подготавливать изделие под сварку;

- сварку вести при больших скоростях, не допуская перегрева металла;

- применять термическую обработку для предупреждения образования закалочных структур и снижения внутренних напряжений;

- применять легирование металла шва через электродную проволоку, флюсы, покрытия с целью восполнить выгорающие легирующие элементы.

Широкое применение получили хромистые, хромоникелевые, марганцовистые, молибденовые стали.

Хромистые стали относятся к группе нержавеющих кислотостойких и коррозионно-стойких сталей. При сварке этих сталей возникают следующие затруднения:

- образование карбидов хрома, которые вызывают межкристаллитную коррозию металла, снижают механические свойства;

- склонность к самозакаливанию при охлаждении на воздухе;

- внутренние напряжения, вызывающие опасность возникновения трещин.

Хромистые стали (до 14%Cr - 08Х13, 20Х13) и высокохромистые ферритные (до 35%Cr - 15Х25Т, 08Х17Т) свариваются удовлетворительно, но требуют подогрева до 300-400С и последующей термообработки: высокий отпуск - нагрев до 650-750С и медленное охлаждение. Хромистые стали легко поддаются перегреву, поэтому их сварку производят на малых сварочных токах из расчета 25-30 А на 1мм диаметра электрода. Применяют РДС (электроды из хромистой или хромоникелевой проволоки с покрытием из плавикового шпата и оксида марганца для растворения окислов хрома), сварку в СО₂ (хромистая проволока), под флюсом (хромистая проволока, нейтральные флюсы АН17, АН10, 48-ОФ-6, АН26 с большим содержанием CaF₂)

Хромоникелевые аустенитные стали (08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н10Б) обладают коррозионной стойкостью, кислотоупорностью, теплостойкостью, окалиностойкостью, высокой вязкостью. В сталях типа 08Х18Н10 происходит выпадение карбидов хрома с последующей межкристаллитной коррозией. При перегреве стали склонны к росту зерна, а наличие в шве однофазной аустенитной структуры приводит к образованию горячих трещин. При сварке следует ограничивать содержание углерода и кремния, принимать меры по отводу теплоты (при помощи медных подкладок или охлаждения) Сварку выполняют на малых токах при большой скорости, не допуская перегрева металла. После сварки рекомендуется подвергнуть изделие нагреву до 850-1100С и закалке в воде или на воздухе для малых толщин). Применяют РДС (электроды из ХН проволоки - напр., Св06Х19Н9Т: марки УОНИИ13НЖ с флюоритно-кальциевым покрытием), сварку под флюсом (низкоактивные флюсы АН26, АН20 и др.; проволока ХН).

Тонколистовую сталь сваривают аргонодуговой сваркой, так как при РДС или АФ происходит науглероживание металла.

Высокоточные изделия сваривают электроннолучевой и лазерной сваркой.

Молибденовые, хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые стали (12МХ, 30ХМА, 40ХФА, 38ХМ, 25Х3МВФ, 18Х2М1Ф и др.) относятся к теплоустойчивым. Эти стали применяют при изготовлении паровых котлов, турбин, работающих при высоких температурах и давлениях. Они удовлетворительно свариваются при выполнении определенных технологических приемов: предварительного подогрева до 200-300С и последующего отжига при температуре 680-780С или отпуска при температуре 650С. Температура воздуха при сварке должна быть не ниже +5С.

Для РДС применяют электроды марок ОЗС11, ТМЛ1...ТМЛ3 и др. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности.

При АФ применяют проволоку марок Св08ХМ, Св18ХМА и др., флюсы типа АН47, АН17, АН26 и др.

При сварке в защитном газе применяют предварительный или сопутствующий подогрев 250-300С, присадочную проволоку типа Св10ХГ2СМА. После сварки рекомендуется термообработка.

Возможна газовая сварка с применением присадочной проволоки Св08ХМ, Св18ХМА и др с подогревом 250-300С. После сварки необходима термообработка-нормализация с температуры 900-950С.

Высокоточные изделия сваривают электроннолучевой, плазменной и лазерной сваркой.

Дата добавления: 2014-01-06